CC BY
12
УДК 624.82
К ВОПРОСУ О ВЫБОРЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА МЕХАНИЧЕСКИХ ТОРМОЗОВ ТРОЛЛЕЙБУСА
л
© А.А. Боронов1
Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Приведены результаты второго этапа расчёта гидравлического привода механических тормозов троллейбуса. На первом этапе был выбран объёмный тип гидропривода, проведен статический расчет и выбор основных параметров проектируемой системы гидропривода. На данном этапе выполнен подготовительный расчёт проектируемого привода для составления математической модели с целью исследования переходных процессов. Ил. 1. Библиогр. 3 назв.
Ключевые слова: гидропривод; разжимной кулак; шток; гидроцилиндр; золотниковый распределитель; механические тормоза.
ON CHOOSING HYDRAULIC DRIVE FOR TROLLEY BUS MECHANICAL BRAKES A.A. Boronov
Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.
The article provides the results of the second stage of calculating hydraulic drive of trolley bus mechanical brakes. At the first stage the author chose a volumetric type of the hydraulic drive, carried out a static calculation and selected the main parameters of the hydraulic system being designed. At this stage, he performs a preliminary calculation of the designed drive for mathematical model compiling to study transient processes. 1 figure. 3 sources.
Key words: hydraulic drive; expansion cam; rod; hydraulic cylinder; slide valve; mechanical brakes.
Как уже отмечалось ранее [1], замена пневматического привода на электрический привод невозможна в силу громоздкой механической схемы (использование на каждое колесо по отдельному двигателю, наличие объёмной системы рычагов и т.д.) и сложной электрической схемы управления. Поэтому в настоящее время проводится работа по выбору и расчету гидравлического привода, который лишен вышеуказанных недостатков.
Структурная реализация конструктивного решения гидропривода механических тормозов троллейбуса предусматривает использование механизма с системой автоматического управления (САУ). Для исследования работы такой конструкции (рисунок) необходима математическая модель гидравлического привода. Ниже приводится расчет для разработки математической модели гидропривода для механических тормозов. Методика расчета взята из доклада А.В. Берстенёва, В.В. Побединского, С.П. Санникова [2].
3 8
Структурная схема гидравлического привода механических тормозов: 1 - электрический двигатель; 2 - гидравлический насос; 3 - золотниковый распределитель; 4 - гидроцилиндр; 5 - датчик давления; 6 - круговой индукционный датчик обратной связи; 7 - система автоматического управления; 8 - магнитоэлектрический преобразователь
1Боронов Александр Александрович, аспирант, тел.: 89246015304, e-mail: [email protected] Boronov Alexander, Postgraduate, tel.: 89246015304, e-mail: [email protected]
Вращательное движение разжимного кулака для модели гидропривода тормозов описывается следующими уравнениями.
Значение угла поворота бр разжимного кулака (РК) относительно исходного положения находится по формуле
5р= агсзт —. (1)
К
Угловая скорость РК
й5Р УР
— = —, (2) Ж К
где Я - плечо приложения усилия к РК, Я = 60 мм; Бр, - перемещение и скорость РК, приведенные к штоку гидроцилиндра (ГЦ) привода тормозов, рассчитываются соответственно по формулам (Бр = 45 мм - перемещение РК до максимального отклонения):
—- = V ; (3)
Ж р
р _ 1 деф ~ (Рпоз — ^деб )
л (4)
ш тр
где Рдеф - сила деформации - определяется из выражения
см •(Я—— К), если S—Sp >К;
^ =\СМ-(Я — Бр), еслиS — Sp > 0; (5)
0, если1и > S — ^ > 0,
где Б - перемещение штока относительно ГЦ (Б = 80 мм [3]); СМ - жёсткость системы (СМ = 300000 Н/мм); 1и -люфт в кинематической передаче от ГЦ к РК (1и = 0,05 мм). Рпоз вычисляется по формуле
1 = Мпоз-, (6)
поз ^ ' * '
где МПоз - момент сил, действующий на РК. В данном случае Мпов рассчитывается по формуле
Мпоз = F ■ г■ Бта. Известны следующие данные: Р = 9,4 кН - необходимое расчетное усилие на РК;
г = Я = 160 мм - длина РК; а = 90° - угол приложения усилия относительно РК. Подставив значение Мпоз в уравнение (6), получим Рпоз = Р.
Рде6 рассчитывается по формуле
р = М деб (7)
1 деб ^ , (7)
где Мдеб - момент дисбаланса от перегрузок, для расчёта данной системы принимается равным нулю. Масса штока ГЦ тр с тягой к РК рассчитывается по формуле
т- = ^ (8)
где 1р- суммарный момент инерции РК и штока ГЦ с тягой к РК относительно оси вращения РК (1р = 18,7 Н-м) [1]. Скорость движения штока ГЦ описывается уравнением
dS__ dt
0, если F — F , < F ;
? | гц деф \ — mp?
р — р — р .(р — р
гц деф mp \ гц деф /
(9)
Кд
еСЛи\Ргц — Fеф\ > Fmp>
где Кд - коэффициент демпфирующей нагрузки на шток ГЦ, Кд = 1 кгс-с/см. Сила трения Fmp рассчитывается по формуле
р = K -|р I, (10)
mp mp | гц | ' v '
где Ктр - безразмерный коэффициент сухого трения в ГЦ, Ктр = 0,05. Fau - сила, действующая на шток ГЦ, описывается выражением
рцЦ = A ■ P — А • P, (11)
где А - эффективная площадь поршня бесштоковой полости ГЦ (А! = 1257 мм2); А2 - эффективная площадь поршня штоковой полости ГЦ (А2 = 1178 мм2); Ру Р2 - давление в бесштоковой и штоковой полостях ГЦ.
При полностью втянутом штоке Б = -Бвт (Sвт = -0,1) см. Рабочий диапазон перемещения штока составляет от 0 до 45 мм и соответствует рабочим углам поворота РК от 0 до 16°. Давление Р1 и Р2 в формуле (11) определяются из уравнений:
йР Е (_ . & Л
— =— 0 - А — I; (12)
й Щ V 1 й)
Р > 0; (13)
йР Е
^ а Л
а - (14)
йг Щ V
К > 0, (15)
где Е - приведённый модуль упругости ПК, Е = 6000 кгс/см2; W1, - объёмы бесштоковой и штоковой полости ГЦ; 02 - расходы рабочей жидкости, поступающей в полости ГЦ или вытекающей из них. Зависимости объёмов W1, W2 от перемещений штока Б имеют вид:
Щ = Щ- + А + Бт); (16)
Щ = + А2 -(5 - О , (1б)
где W1n , W2n - «паразитные» объёмы бесштоковой и штоковой полостей ГЦ, W1n = W2n = 3 см2.
Значения расходов Р! и 02 зависят от проводимостей рабочих окон и каналов золотникового распределителя и от перепадов давления на них:
0 ^К - Р - (Р - Р1), если Хъ > 0;
01 =\ У ,_и . . _ (18)
1-^3 ^К - Рх\ (Р -Рх), если Х3 < 0;
3
\°3 -4\Рых - (Рых -Р2), если Хз > 0;
02 =1 ,_- _ (19)
-03- Р_| (Р2 - Рвт ), если Хъ < 0;
И < 1, (20)
где Рвх - давление на входе золотникового распределителя Рвх = 10 МПа; Рвых - давление на выходе золотникового распределителя, Рвых < 0,4 МПа.
в3 - суммарная проводимость рабочего окна и канала золотникового распределителя, определяется из выражений:
вэ = 0, если Х3 = 0; (21)
1 1 1 ъ п
— =-^—г +——, если Х3 ^ 0, (22)
0 (оок,тах - X) Ок
СЛ/2
где 0оАтах - максимальная проводимость рабочего окна при ( Х3 =1), 0оАтах = 25,6-— , к - прово-
о ,тах о ,тах с - Кгс -
2
✓-г ъ см —
димость канала золотникового распределителя, 0к = 210-—, Х3 - относительное перемещение зо-
с -кгс '
лотника электрогидравлического усилителя (ЭГУ), безразмерное перемещение золотника Х3 определяется выражениями:
йХ3 _
йг
Х + ХР ' Хп
-£--, если X < Х^;
Т3
- - (23)
+ Хи I -I -
—--, если X > Х^,
Т3
где Х - относительное перемещение струйной трубки 1-го каскада ЭГУ; Х^ - относительное перемещение струйной трубки, при котором происходит насыщение силовой характеристики 1-го каскада (Х^ = 0,7 ... 1);
Т3 - постоянная времени золотника ЭГУ (Т3 = от 2,5 до 3 мс); Хп - отношение силы от линейных перегрузок,
действующих на золотник, к максимальной тормозной силе 1 -го каскада ЭГУ.
Относительное перемещение струйной трубки 1-го каскада ЭГУ вычисляется по формулам:
О, если / И 0,5 /
эм ?
X = \
К■(к -0,5■ L ■ signL),если ¡л >|7J >0,5|Ц; (24)
signiK3, если 7 I > ick;
1
К = --— , (25)
_ _ ik- 0,5 ■ L
где ^ - относительный эквивалентный ток; ^ - зона нечувствительности магнитоэлектрического преобразователя (МЭП); ^ < 0,08; ick - относительный командный ток насыщения Х, ici = 0,25. Относительный эквивалентный ток рассчитывается следующим образом:
Хэ = 4 - 1к1 ■ X + L , (26)
где ц. - относительный командный ток СУ; im - смещение зоны нечувствительности магнитоэлектрического преобразователя (МЭП); /Л1 - относительный командный ток насыщения Х3, /Л1 = 0,25, ..., 1.
Смещение середины зоны нечувствительности МЭП рассчитывается по формуле
lcm lcmk ^ ^omn , (27)
где |i™t| - относительное смещение середины зоны нечувствительности МЭП от конструктивных факторов,
\hmk| — 0,11; 1СЯ!И - относительное смещение середины зоны нечувствительности МЭП от линейных перегрузок
(отношение момента дисбаланса подвижных частей МЭП при действии линейных перегрузок к максимальному моменту, развиваемому МЭП) - определяется из выражения:
i-i n —
i =--i , (28)
omn\ omn,max ' \ '
n
max
где n - коэффициент суммарной перегрузки, в расчетах принимается равным нулю; nmax - коэффициент максимальной суммарной перегрузки (nmax = 200); i - максимальное значение i , i = 0,09.
3 ~ ~ ~3 v max п omn,max omn ' omn,max '
Отношение силы от линейных перегрузок, действующих на золотник, к максимальной тормозной силе 1 -го каскада ЭГУ Хп рассчитывается по формуле
Хп = — ■ Xn,max , (29)
n
max
где Xn max - максимальные значения Xn, Xn max = 0,014, при этом
J =- X . (30)
cmn n v '
Величина nmax зависит от ориентации ЭГУ на изделии.
Относительные перемещения Х и Х3 определяются отношением их значений к соответствующим максимальным перемещениям.
Все относительные токи, зона нечувствительности и её смещение определяются по отношению к максимальному командному току ik max = 40 мА. Значение силы командного тока изменяется в диапазоне от -40 до +40 мА.
Угол поворота вала кругового индукционного датчика обратной связи в зависимости от перемещения штока ГЦ определяется выражениями:
ФдОС = arcsin ^, (31)
RДОС
S при выдвижении штока; $дос = \ S + h\ пРи втягивании штока; (32)
S -< 8дос < S + /и1 при смене направления движения штока, где ln1 - люфт в кинематической передаче от штока ГЦ к датчику обратной связи (ln1 = 0,04 мм); КД0С - плечо поворота вала датчика обратной связи (Кдос = 2,4 см).
При смене направления движения штока вал датчика останавливается в пределах люфта. При моделировании процесса работы гидропривода для дифференциальных уравнений математической модели задаются следующие начальные условия в момент времени t = t0:
Хэ = Хэ0; S = S0; Sp = Sp0; P2 = P20; P1 = P10. Представленные расчеты позволят составить математическую модель, на основе которой можно будет исследовать процесс работы механических тормозов троллейбуса с гидравлическим приводом.
Библиографический список
1. Боронов А.А. Перспективы применения на троллейбусах гидропривода механических тормозов // Технико-экономические проблемы развития регионов: материалы науч.-практ. конф. с междунар. участием. Вып. 8. Иркутск, 2012. С. 187-189.
2. Берстенёв А.В., Побединский В.В., Санников С.П. Система автоматического управления рабочими органами роторного окорочного станка: сб. докладов Второй научн.-техн. конф. молодых специалистов (Екатеринбург, 19 апреля 2006).
3. ГОСТ 6540-68 (СТ СЭВ 3936-82). Гидроцилиндры и пневмоцилиндры - ряды основных параметров.
УДК 623.3
ОЦЕНКА ТРАНСПОРТНОГО СПРОСА К ОБЪЕКТАМ КУЛЬТУРНО-БЫТОВОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА ПРИМЕРЕ РАЗВЛЕКАТЕЛЬНОГО ЦЕНТРА «ЗВЕДНЫЙ» г. ИРКУТСКА
_ Л о о
© А.В. Зедгенизов1, Д.Г. Бурков2, Д.В. Корчева3
Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Проанализирован режим функционирования развлекательного центра «Зведный», расположенного в городской черте, в течение суток. Получены данные об объемах генерации корреспонденций рассматриваемого центра, а также неравномерности его посещения в течение суток. Общее число посетителей развлекательного центра составило 277 человек, кроме того, пик активности пришёлся на период с 18:00 до 20:00 часов. Ил. 5. Табл. 2. Библиогр. 4 назв.
Ключевые слова: генерация корреспонденций; суточная неравномерность; продолжительность паркирования; транспортный спрос.
EVALUATION OF TRANSPORT DEMAND CAPACITY OF COMMUNITY FACILITIES BY EXAMPLE OF ENTERTAINMENT CENTER "ZVEZDNY" IN IRKUTSK A.V. Zedgenizov, D.G. Burkov, D.V. Korcheva
Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.
The article analyzes the operation regime of "Zvezdny" entertainment center located within the city boundaries during 24 hours. The authors obtained the data on the volume of correspondence generation to the center under investigation and the irregularity of its visiting during the day. The total number of entertainment center visitors was 277 people. The peak of activity was registered in the period from 6 p.m. to 8 p.m. 5 figures. 2 tables. 4 sources.
Key words: correspondence generation; daily irregularity; parking duration; transport demand.
Город является местом сосредоточения большого ким объектам относятся жилые районы (микрорайоны, числа людей, что обуславливает развитие объектов рекреационные территории), места приложения труда повседневной деятельности на его территории. К та- (промышленные предприятия, учреждения) и, конечно
1Зедгенизов Антон Викторович, кандидат технических наук, доцент кафедры менеджмента и логистики на транспорте, тел.: (S952) 4G5S5S, e-mail: [email protected]
Zedgenizov Anton, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Transport Management and Logistics, tel.: (S952)4G5S5S, e-mail: [email protected]
2Бурков Дмитрий Германович, студент, тел.: 89041100583, e-mail: [email protected] Burkov Dmitry, Student, tel.: 89041100583, e-mail: [email protected]
корчева Дарья Владимировна, студентка, тел.: 89041403697, e-mail: [email protected] Korcheva Darya, Student, tel.: 89G414GS697, e-mail: [email protected]
